高尔夫球车用蓄电池系列

探究关于三段式充电控制方案的电动汽车智能充

更新时间:2021-04-02 

  电池是电动汽车的要害动力输出单元,正在铅酸蓄电池,镍镉电池,镍氢电池,锂电池和燃料电池等几种常用电池中,由于具有能量比大、重量轻、温度个性好,污染低,影象成果不显着等特质,镍氢电池正在电动汽车中应用很一般。

  然而因为充电手段的不确切,变成充电电池的应用寿命远远低于划定的寿命。也便是说许众电池不是被用坏的而是被充坏的,可睹充电器的利害对电池寿命有很大的影响。

  基于此,本文提出一种应用3段式充电驾御计划的智能充电器的计划计划,能有用的抬高充电效果,延伸电池的应用寿命。

  常用的充电终止驾御手段包罗:准时驾御法,电压驾御法,电流驾御法和归纳驾御法。

  准时驾御法是指用准时体例来驾御扫数充电时光,时光没定值达到时,对电池停。止充电。常用的电压驾御法包罗最高电压法(Vmax),电压负增量法(△V),零电压增量法(0△V)常用的温度驾御法包罗最高温度法(Tmax),充温升法(△T)。温度变动率(△T/△t),最低温法(Tmin)。归纳驾御法是指归纳应用上述驾御手段中的几种驾御手段。

  相对待古板的定电压和定电流充电法三段式充电外面则可能大大抬高电池的充电效果。三段式充电采用先恒流充电,再恒压充电,最终采用浮充充电。要是充电前电池处于深度放电状况则还要正在充电行进行预充电。

  充电对象为镍氢电池,采用电压,电流反应的手段来抵达恒流,恒压充电的方针,同时对充电经过中的百般参数举办检测和驾御。该充电器的总体计划如图1。

  该计划中开闭电源的最大输出功率为2.4KW,换取输入界限为1 76V-264V,充电器电途闭键包罗主充电电途和辅助驾御电途两个别,扫数电途的管事经过为:220V单订交流电源委全桥整流由电容举办滤波,取得约300V驾驭的直流电,源委由4只IGBT组成的逆变桥,取得高频换取电,经高频变压器耦合到副边,再源委整流管D1,D2整流,最终源委电感L 2和电容C8滤波后取得安靖的直流输出。

  因为采用三段式充电,每个阶段充电电压和充电电流都分歧。以是应用ATMEGA8单片机行动充电经过驾御开发,充电时单片机检测充电电池的充电电流,充电电压,电池温度,预防电途经压和过流,电池温渡过高,还可能通过检测电池电压电流值来裁夺是否正在切换到下一个的充电阶段。

  同时通过单片机给出每一阶段的充电的电压值或是电流值,与采样所得的对应电压电流值比拟较,通过移相驾御芯片UCC3895来转换PWM值来转换功率管的导通时光,来抵达正在分歧阶段取得分歧安靖的输出值的方针。

  主充电电途采用全桥逆变电途。H桥由4个IGBT管Q1 Q2 Q3 Q4构成,Ql和Q4组成的超前桥臂告竣零电压导通和闭断,Q2和Q3组成的滞后桥臂告竣零电流导通和闭断。

  管事时Ql和Q2的驱动电压反向,Q 3和Q 4的驱动电压也反向,Q 1和Q 2以及Q 3和Q 4正在导通切换时的死区时光是可能由移相驾御器UCC389S来驾御的,通过调理Q4相位的搬动来调理超前桥臂的合伙导通的时光来调理占空比,来抵达转换输出功率的方针。Q2和Q3构成的滞后桥臂的调理道理和超前桥臂雷同。

  UCC3895是新一代优秀的BICMOS移相式PWM驾御器,它保留了UCC3875/6/7/8/9系列IC的闭键效用,新增了加强型驾御逻辑、自合适延时设定及闭断等功能。

  UCC3895使用两个半桥开闭之间相对应的相移来告竣全桥功率级的驾御。正在高频率条款下,使用安靖频率脉宽调制协和振零电压开闭技巧使它抵达或具有很高的效果。

  UCC3895既可作电压形式驾御器,也可作电流形式驾御器。UCC389 5具有输出开通延时可编程,自合适延时设定,可管事正在电压电流形式,软启动/软松手可编程,0一100%的占空比可调,1M的最大时钟频率等个性。

  充电驾御电途采用ATmega8单片机举办数据搜罗和驾御,该芯片是加强型RISC组织的低功耗8位微驾御器,数据含糊量抵达1 MI PS/MHz, 8字节的Flash次序存储器,擦写次数大于1 000次,援手可正在线 SP),极大的简单了次序的调试和编削。

  因为其具有6途1 0位ADC和2途8位ADC,能对来自端口PORTC的8途单端输入电压举办采样。6通道PWM,片内可编程看门狗准时器,可大大简化驾御电途的外围计划和确保了次序的安乐运转。

  ADC担任对充电时电压,电流,温度数据的搜罗,PWM输出充电时电压电流的基准值到到对照电。途,同时单片机驾御开闭电源驾御模块UCC3895。

  电压检测电途:电压采样电途由周密电阻和可调电阻组成,因为该单片机AD丈量最大设定界限为5v。以是要使电池组电压成比例的缩小正在5 V界限内,然后使用ATMEGA8内部的AD转换效用举办转换,其精度可能抵达0.1 V。

  单片机正在内部通过相减准备出电池电压,该电途采用单片机内部自带1 0位AD转换,削减了计划电途的繁杂性,并抬高了牢靠性和精度,为了拒抗电气搅扰和高压电击,该电途采用高速远隔光藕PC81 7远隔。

  电流检测电途:寻常举办电流搜罗时正在电途中串联一个阻值很小的取样电阻,把取样电阻上的电压输入单片机转换通道,举办A/D转换,再通过准备把电压值转换为电流值。但因为本计划中充电电流较大,应用电阻采样会消费点较众的功率,可应用电流互感器采样。

  温度检测电途:温度采样温度传感器DS l 8B 2 0,它正在测温精度、转换时光、传输隔绝、分辩率等方面较DS l 820有了很大的鼎新,给用户带来了更简单的应用和更令人惬心的成果。它与体例的衔尾有两种手段,一种是采用寄生电源办法,一种是外接电源驱动办法。正在这里采用后者。

  上电后,单片机最初查抄电池是否接反,电池电压是否由于电而过低,要是电压过低,先应用小电流给电池充电一间,使电压抵达三阶段充电常程度正在初阶充电,要是电常则直接进入平常充电阶最初是恒流充电阶段,充电小于0.5 C,寻常取0.1 C,电压会舒徐的上升。

  当电压到必然阶段(本例中采用电60V)改为恒压充电,此时随电经过的举办电池内阻会逐升,充电电流会跟着内阻的而减小,当单片机检测电流减小到必然的值(小于恒流充电值的1/1 0),立地转入涓流充电阶段,充电电流寻常取0.3C,正在此阶段电池电压会减小,当充电电流小于0.0 1 C时即可能为电池已充满,单片机遇自愿将电池从充电电途中切除。

  正在恒压阶段要是单片机检测到电池温度高于45度则自愿转入第三阶段,待温度降落后再转入第二阶段。充满后通过单片陷阱断继电器,松手充电。。

  体例软件用C说话编写,正在I C C A V R境况下编译,A V Rstudio4境况下调试达成。正在编制软件的经过中,固然先恒流后恒压的驾御办法对照纯粹,但要充实商量到单片机检测充电机输出电压的检测点与电池端之间的线压降。

  所以,正在管理充电电流连接减小的经过中,唯有驾御充电机的输出电压与线压降之间的均衡干系,才华使电池端的电压为恒定值。

  跟着电动汽车技巧的开展,镍氢电池的应用越来越平凡,延伸电池充电寿命成为要紧必要,采用合意的充电办法,电池的应用寿命比浅显充电办法可能抬高约2 5%,本文所先容的充电器,能告竣对镍氢电池的大电流充电,以及充电经过的自愿驾御以和及回护,很适适用作电动汽车的车载充电器,有平凡的施行出息。

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